- Estrutura
- Nomenclatura
- Propriedades
- Estado físico
- Peso molecular
- Ponto de fusão
- Densidade
- Solubilidade
- pH
- Propriedades quimicas
- Outras propriedades
- Obtendo
- Formulários
- Em sabonetes e detergentes
- Em catalisadores e géis de sílica
- Como adesivo ou cola
- Em fluidos de perfuração de poços de petróleo
- Em várias aplicações
- Riscos
- Referências
O silicato de sódio é um composto inorgânico constituído por dois íons sódio Na + e um ânion silicato SiO 3 2 -. Ele é também referida molécula é constituído por um gel de SiO 2 e de óxido de sódio Na 2 O. A sua fórmula química pode ser expressa como Na 2 SiO 3 ou Na também 2 ó . SiO 2.
No entanto, a composição do silicato de sódio pode variar dependendo da razão SiO 2 / Na 2 O em peso ou em moles. Também é chamado de silicato solúvel ou vidro de água. Pode ser obtido na forma de pó, grandes cristais ou na forma de soluções.
Silicato de sódio sólido Na 2 SiO 3. Ondřej Mangl. Fonte: Wikimedia Commons.
O silicato de sódio é amplamente utilizado em detergentes e sabões, pois suaviza a água, tornando a limpeza mais eficaz. Também faz parte de produtos como o creme de barbear.
É a matéria-prima para a preparação de catalisadores de sílica SiO 2. Suas soluções são utilizadas como cola em muitas aplicações, desde papel adesivo e papelão, até vidro, porcelana, moldes refratários, cimento e discos abrasivos.
Por se tratar de um material totalmente incombustível, é utilizado na fabricação de tecidos à prova de fogo, por ser retardante de fogo, e como revestimento de equipamentos de proteção.
Estrutura
Estrutura simplificada de polímeros em soluções de silicato de sódio. Benjah-bmm27. Fonte: Wikimedia Commons.
A fórmula geral para silicatos de sódio é xSiO 2 / Na 2 O, onde x é a razão molar ou em peso.
A proporção molar significa o número de moles de SiO 2 dividido pelo número de moles de Na 2 O. A proporção em peso significa o peso de SiO 2 dividido pelo peso de Na 2 O.
Adicionar mais álcali (Na 2 O) altera a proporção molar ou de peso.
Uma solução de silicato de sódio com uma razão molar baixa, por exemplo 1/1 (1 mole de SiO 2 e 1 mole de Na 2 O) contém principalmente SiO 4 4 - monômeros e S 2 O 5 2 - dímeros além dos íons Na +.
Uma solução com uma razão molar alta, como 3,3 / 1 (3,3 moles de SiO 2 para cada mole de Na 2 O), tem uma alta proporção de espécies poliméricas ou polímeros de silício e oxigênio.
Nomenclatura
-Silicato de sódio
- Metassilicato de sódio
-Vidro solúvel
-Gelo de água (do copo de água inglês)
-Silicato solúvel
Propriedades
Estado físico
-Sólido em grandes pedaços semelhantes a cristais verde-azulados
-Pó sólido incolor a branco
-Soluções aquosas incolores.
Peso molecular
Da fórmula Na 2 SiO 3: 122,063 g / mol.
Ponto de fusão
Na 2 SiO 3: 1089 ° C
Densidade
Depende da relação SiO 2 / Na 2 O.
Solubilidade
Quando está na forma de grandes pedaços de vidro esverdeado, é solúvel em água se aquecido e sob alta pressão. O pó é ligeiramente mais solúvel, mas em ambos os casos sua solubilidade depende da quantidade de sódio ou Na 2 O que contém.
Quanto maior o teor de sódio (na forma de Na 2 O), mais rapidamente ele se dissolve.
pH
Suas soluções aquosas são fortemente alcalinas.
Propriedades quimicas
É preparado comercialmente em razões SiO 2 / Na 2 O em peso variando de 1,5 a 3,3. Conforme o SiO 2 aumenta na proporção, a solubilidade em água e a alcalinidade diminuem.
A dissolução do silicato sólido em água pode formar misturas gelatinosas ou altamente viscosas.
O pó de silicato de sódio pode ser deliquescente, ou seja, se possuir alto teor de Na 2 O, tende a absorver facilmente a água do meio ambiente.
Se o pH de suas soluções for reduzido pela adição de ácido, um gel se forma.
Outras propriedades
Não é inflamável.
Obtendo
Para obter silicatos de sódio, a areia de sílica SiO 2 é fundida com carbonato de sódio anidro Na 2 CO 3 em um forno aberto. A proporção molar de areia para carbonato de sódio pode variar comercialmente de 0,5 a 3,75.
Depósitos de areia de sílica em uma área da Índia. ರವಿಮುಂ. Fonte: Wikimedia Commons.
Formulários
Em sabonetes e detergentes
Os silicatos de sódio estão entre os primeiros compostos a serem usados em formulações de detergentes.
Os detergentes geralmente contêm silicato de sódio em sua composição. Autor: Karunasanghvi. Fonte: Pixabay.
O silicato de sódio sequestra os íons cálcio Ca 2+ e magnésio Mg 2+, eliminando o que se chama de dureza da água, ou seja, amolecendo-a. Ao fazer isso, precipitados insolúveis são formados, por isso é usado em pequenas quantidades.
A ação do silicato de sódio permite que o detergente funcione sem que os íons mencionados afetem o processo de limpeza.
Em catalisadores e géis de sílica
Os géis de sílica são comumente preparados por acidificação de uma solução de silicato de sódio a um pH inferior a 10 ou 11. O tempo necessário para gelificar varia.
Gel de sílica. O silicato de sódio é necessário para prepará-lo. Dessecantes. Fonte: Wikimedia Commons.
A sílica pode ser preparada misturando silicato de sódio com um ácido mineral forte. O silicato de sódio é utilizado na fabricação de bases para catalisadores, pois é a fonte da sílica SiO 2.
Como adesivo ou cola
Soluções aquosas concentradas de silicato de sódio são usadas como adesivos e selantes. Eles podem suportar temperaturas de até 1100 ° C.
As principais aplicações das colas de silicato de sódio são em papel adesivo, papelão ondulado ou ondulado, caixas e cartões. Também para colar ou aglomerar madeira ou para colar metal a vários tipos de materiais.
O papelão ondulado ou ondulado é fabricado com cola de silicato de sódio. Autor: Stux. Fonte: Pixabay.
É usado para colar vidro, porcelana, cerâmica, tecidos, couro, etc. Para colagem de fibra de vidro, vidro óptico e recipientes de vidro à prova de impacto.
Permite a preparação de cimentos refratários para a construção de tanques, caldeiras, fornos e moldes para fundição de metais, bem como para a confecção de argamassas ou cimentos impermeáveis ou ácidos.
Os silicatos de sódio podem reagir com fluoretos de silício para produzir cimentos resistentes a ácidos com baixa tendência a encolher e uma expansão térmica semelhante à do aço.
Eles também são usados para fazer cimentos para discos abrasivos usados para polimento.
Em fluidos de perfuração de poços de petróleo
O silicato de sódio é utilizado há muitos anos como rejunte químico durante a perfuração de certos tipos de formações com permeabilidade muito elevada, como as compostas por areia.
Alta permeabilidade significa que permite a passagem de líquidos com facilidade.
É adicionado junto com um composto que ativa o silicato para formar um polímero. Este polímero fornece resistência, rigidez e reduz a permeabilidade em solos granulares.
Como o solo é menos permeável, o líquido não passa por ele livremente e assim evita-se a perda de fluido durante a fase de perfuração do poço.
Perfuração de poços de petróleo. Oil_Rig_NT8.jpg: * trabalho derivado: Mudgineer () Oil_Rig_NT.PNG: Trabalho tosakaderivado: Malyszkz. Fonte: Wikimedia Commons.
Em várias aplicações
O silicato de sódio também tem uma variedade de usos. Alguns são mencionados abaixo.
-Em produtos de cuidado diário, por exemplo, é um componente de cremes de barbear.
-Em tratamento de água.
-No branqueamento de tecidos como a lã.
-No branqueamento da pasta de papel. Por exemplo, para branquear madeira moída, é usada uma mistura contendo peróxido de hidrogênio e silicato de sódio entre outros ingredientes. O silicato de sódio é usado para sequestrar íons metálicos, que tendem a acelerar a decomposição do peróxido.
-Para a fabricação de tecidos à prova de fogo. Como retardador de fogo e como revestimento para equipamentos de proteção.
-Em pigmentos de sílica.
-Para detectar grãos de milho infestados por insetos. Uma mistura de silicato de sódio e água é usada na qual os grãos infestados flutuam para a superfície rapidamente.
-Na eletrodeposição do zinco.
-Para limpar metais.
- Na flotação de minerais é utilizado como dispersante de lamas e silte e como condicionador de superfícies minerais.
-Para impregnar madeira.
Riscos
O silicato de sódio, devido ao seu alto teor de álcali, é um forte irritante para a pele, olhos e membranas mucosas. Se ingerido, pode ser tóxico e irritar as membranas mucosas de maneira semelhante às soluções de soda cáustica.
Deve ser armazenado separadamente de ácidos fortes, metais e halogênios como o flúor, com os quais reage violentamente.
Referências
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